组合能量圆分布无线传感器网络分簇路由与拓扑形成算法

提出一种圆分布无线传感器网络的组合加权能量均衡分簇与路由算法(CW-EBCR).算法综合考虑了节点的度、节点能量水平、节点到其邻居节点的平均距离、以及节点当选簇首的累计时间,距离sink基站的距离等因素,在考虑最优簇数的基础上,周期性成簇,并实现了簇的自维护.仿真和分析表明:算法可以很好地实现圆分布无线传感器网络簇内和簇间能量均衡,较ACO-EBR算法延长20%的网络生存期.     

基于混合能耗机制的无线传感器网络分簇算法

无线传感器网络寿命受节点电池供能的限制,为提高网络生存寿命,提出一种采用簇间平衡能耗和簇内不平衡能耗的混合能耗机制的分簇算法.基于簇间能耗平衡机制,优化单跳距离和分簇角,使同扇区内靠近基站的簇规模小于远离基站的簇规模,降低了同扇区簇间的通信能耗.此外,每个簇内采用不平衡能耗机制,即簇头连续担任本地控制中心直至其能量即将耗尽才被候选簇头替代,降低簇头更换频率和用于建立新簇头所需能耗.仿真和实验结果表明,该分簇算法能有效降低广播能耗并延长网络寿命.     

基于BWAS的无线传感器网络动态分簇路由算法

为加快无线传感器网络路径搜索速度,减少了路径寻优能量消耗,提出了基于最优-最差蚂蚁系统(best-worst out system,简称BWAS)算法的无线传感器网络动态分簇路由算法.该算法是基于无线传感器网络动态分簇能量管理模式,在簇头节点间运用BWAS算法搜寻从簇头节点到汇聚节点的多跳最优路径,以多跳接力方式将数据发送至汇聚节点.BwAS算法在路径搜寻过程中评价出最优最差蚂蚁,引入奖惩机制,加强搜寻过程的指导性.结合动态分簇能量管理,避免网络连续过度使用某个节点,均衡了网络节点能量消耗.通过与基于蚂群算法(ACS)的路由算法仿真比较,本算法减缓了网络节点的能量消耗,延长了网络寿命,在相同时间里具有较少的死亡节点,具有较强的鲁棒性.     

多级异构传感器网络距离和能量有效分簇算法

分簇路由算法是无线传感器网络降低能耗的一种关键技术。由于多级能量异构无线传感器网络的节点初始能量在一定范围内随机分布,为了能有效利用节点能量的异构性以降低能耗、延长网络稳定周期,提出了同时考虑节点剩余能量和节点至基站距离的多级能量异构无线传感器网络的分布式分簇算法CDEE。该算法使剩余能量较高、距离基站较近的节点成为簇首的机会更大。仿真结果表明,CDEE算法可以有效降低并平衡网络能量消耗,延长网络稳定周期。     

动态拓扑环境下无线传感器网络分簇算法研究

提出一种适用于动态拓扑环境的无线传感器网络分布式分簇算法,算法根据节点的剩余能量以及与动态变化的簇心之间的距离来挑选簇头,从而使网络能量均匀消耗.与集中式算法不同,该算法只需和部分邻居节点交换阈值信息而无需收集全局节点的位置信息,也不必完成远距离通信等任务.仿真与实际应用表明,动态拓扑环境下,该算法具有良好的负载平衡性能和较小的协议开销,与LEACH算法相比,能有效减少能量消耗,网络生存期可以延长20%～30%.     

一种无线传感器网络分簇路由协议优化算法

给出了一种无线传感器网络分簇路由协议的随机选择簇头优化算法,可针对分簇和数据传输两个阶段进行优化调整,加入节点连接度及能量参数,优化了网络的配置,克服了分簇不均匀的问题。仿真结果表明了算法的有效性。     

多级异构无线传感器网络高能效多跳分簇路由算法

在无线传感器网络中开发一个高效节能的路由算法需要充分利用有限的能量。针对现有异构无线传感器网络分簇路由算法未考虑节点距离基站的位置,以及在路由传输方面多是采用单跳路由机制,从而造成能量空洞等问题。文中将提出一种多级异构无线传感器网络高能效多跳分簇路由算法,该算法将节点位置与剩余能量作为考虑因素来选举簇头,增加距离基站近且剩余能量高的节点被选举为簇头的机率,同时采用多跳与单跳相结合的自适应路由通信机制,均衡全网能耗、提高全网能效。理论和仿真实验结果表明该算法在存活节点和网络吞吐量等性能方面优于现有算法。     

能量分布无关的WSN自适应分簇路由算法

针对LEACH算法不适应节点初始能量不同的WSN和簇头完全随机选择的缺点,提出一种能量分布无关的WSN自适应分簇路由算法。算法思想是:1)节点根据自身剩余能量与网络平均能量比值确定是否竞争簇头;2)控制簇头在网络内平均分布;3)簇内节点与簇头1跳通信,簇头与基站采用最小能量路由协议。仿真结果表明,改进后的算法能使节点的剩余能量趋向相等,从而有效地延长整个网络的生命时间。     

无线传感器网络中节省能量的目标跟踪算法

目标跟踪是无线传感器网络中的一个重要应用。由于传感器节点携带的电池能量有限,且处于工作状态时消耗的能量要大于感知状态和休眠状态,如何在降低节点的能量消耗和保证跟踪精度之间找到一个平衡点,是一个需要解决的问题。因此,一种节省能量的目标跟踪算法被提出。在每个采样时间段,选择出一个节点作为调度节点,调度节点指挥普通节点在3种模式之间进行转换,只选择一部分节点处于工作和感知状态,其余节点处于休眠状态。仿真结果显示,和其他跟踪算法相比,这种算法能够减少能量消耗,降低跟踪误差。     

基于分簇的无线传感器网络路由协议分析

无线传感器网络作为计算、通信和传感器三项技术相结合的产物,目前成为计算机科学领域一活跃的研究分支。由于节点能量及其消耗率影响网络的稳定性和整个网络的生命周期,因此本文对于无线传感器网络分簇路由机制,着重从分簇路由簇头的产生、簇的形成和簇的路由的三个过程,系统地分析了当前典型的分簇路由算法,并比较和分析了这些算法的特点和适用情况,并进一步提出了分簇路由算法未来的研究重点。     

双信道无线传感器网络自适应频率切换算法

针对传统无线传感器网络频率切换策略中节点间的协商信息仍传输在当前受到干扰的信道上这一问题,文中提出一种双信道的频率切换算法.该算法使网络在工作时采用两个不同频率信道,并且每个节点仅需要配备单个无线收发机,两信道间有一定宽度的频率间隔.当其中一个信道受到干扰,关于切换该信道频率的协商信息传输在另外一个信道上,提高信息传输的可靠性.测试结果表明,相比于传统的采用单信道通信的频率切换方法,双信道频率切换算法提高了强干扰情况下频率切换的成功率,提升了网络的抗干扰能力.     

无线传感器网络簇间多跳传输算法的研究

针对由不同功能的传感器构成的无线传感器网络,提出了一种基于权值的簇间多跳传输算法。该算法根据网络中节点能量分布的不同,引入权值因子进行簇首选举,在接下来的数据传输阶段采用了簇间多跳的传输方式。仿真结果证明该算法能够降低簇头能量消耗,均衡网络负载,从而延长网络生存时间。     

无线传感器网络能量优化技术

无线传感器很好地实现了与网络的连接,作为21世纪最有影响力的创新型技术之一,对科学技术的发展和无线传输领域的进一步拓宽至关重要。本文从无线传感器的概况出发,对其消耗进行分析,进而阐述了能量优化技术的相关原理。     

无线传感器网络簇头半径自适应调节路由算法

针对LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy)算法以随机概率轮选簇头,存在簇头分布不均匀、簇头数量波动大以及簇头选取时未考虑节点剩余能量等问题,提出簇头半径自适应层次型路由算法(cluster-head range adaptive adjustment clus-tering routing,CRACR),引入节点剩余能量作为权重因子选取簇头,采用自适应调节机制控制簇头广播消息的广播半径大小,根据节点的位置和剩余能量分配时隙。通过仿真实验,结果表明CRACR算法的第1个节点死亡"回合"数比LEACH提高了55%以上,节能性能得到了明显的提高。     

无线传感器网络基于能量与簇头均衡分布的LEACH协议优化

分析了传统LEACH算法的不足,对LEACH路由进行了改进,提出了基于能量与簇头均衡分布的优化算法,进行了分析和仿真.结果表明,优化算法改进了簇和簇头的分布方式,提高了负载均衡度,并延长了无线传感器网络的生存时间.     

无线传感器网络的能量管理协议研究

能量管理是无线传感器网络的重要研究内容.本文提出了一种分布式的自治能量管理协议,通过邻域内节点的局部协商,确定休眠节点并自适应调整节点的休眠时间,将网络能耗平均分配给每一个传感器节点,从而延长了整个网络的生命周期.仿真结果显示了所提协议的有效性.     

无线传感器网络中节点定位算法的研究

在无线传感器网络中,节点定位是实现许多无线传感器网络应用的基础和支撑技术。现有传感器节点定位方法使用数量较多参考节点进行定位,而由于参考节点的成本、功耗、尺寸等原因使其难以大量使用。本文提出了一种基于三个移动参考节点的节点定位方法;同时,给出了以完成定位花费时间最小化为目标的优化算法。     

层次分簇的无线传感网络多级优化测量

层次化的无线传感网络由骨干传感节点和普通传感节点组成.由于节点能量受限,无线传感网络跟踪测量目标时需同时考虑目标跟踪精度和跟踪方法的能效性.提出一种层次分簇的多级优化无线测量方法.将骨干节点作为簇首,采用粒子滤波算法预测运动目标位置,运用DELAUNAY三角剖分优化选择目标附近的节点作为测量节点,并根据测量节点地理位置判断是否转移簇首.在测量节点同步的感知目标后,簇首利用熵来逐次选择能效性最高的测量节点数据进行融合,实现目标定位测量.试验表明,该方法能满足目标跟踪精度,并可有效的减少网络能耗,提高无线传感网络测量使用寿命.     

无线传感器网络的节点能量自供给方法

从实际应用角度出发,全面分析了无线传感器网络节点的功能特点、压电悬臂梁的频率选择以及俘能电路的功能特性,提出了集成化的环境振动能量采集器,并进行了实验研究.结果表明,所制备的环境振动能量采集器的整体装配尺寸约为83 mm×55 mm×12 mm,在33 mA的驱动负载下能提供稳定的3.3 V供电电压,根据俘能电路的输入输出特性,可计算出其综合转换效率约为79％.